卡尔达肖夫等级是什么?它能帮助我们寻找外星生命吗?
宇宙中似乎充满了行星。那么,它们都在哪儿呢?
在寻找外星文明的过程中,很难知道要寻找什么。在搜寻过程中,我们倾向于寻找我们自己会发出的可探测信号和迹象(, 或者) 假设外星人会使用类似的技术,因为他们可以接触到相同的物理知识。
这样做完全合乎逻辑,但并不完全理想。正如我们在过去几百年里在我们自己的星球上看到的那样,随着对宇宙的了解不断增加,智慧文明可以迅速放弃旧的可探测技术。举个明显的例子,我们已经迅速从使用模拟信号转向数字信号进行通信。虽然在我们用于通信的范围内的模拟信号对于与外星球的通信来说是一种相当低效的方式,但外星文明可能会“无线电静默“就像我们经历的一样,在大约 100 年的宇宙学半眨眼时间内,这使得探测更加困难。
因此,科学家们推测更先进的文明可能会发出什么样的信号,以及发送这些信号需要什么样的技术水平。
虽然这当然只是推测,但我们确实对什么样的信号有意义有一些想法,以及以明确表明它来自一个智慧生物。
加州大学伯克利分校天文学研究生 Bryan Brzycki 解释说:“20 世纪 60 年代,我们的想法是将重点放在中性氢在星际空间发射辐射的众所周知的频率 1.42 GHz 附近的区域。”今日宇宙“由于这种自然辐射在整个银河系中普遍存在,因此任何智慧文明都会知道它,并可能以该频率为目标进行传输,以最大限度地提高探测机会。从那时起,特别是随着技术的快速发展,无线电 SETI 已经沿着所有测量轴扩展。”
向银河系或宇宙发送信号,尤其是连续信号,这种信号最有可能被我们探测到,需要消耗大量能量,远远超出人类的能力。1963 年,苏联天文学家尼古拉·卡尔达舍夫 (Nikolai Kardashev) 试图计算发送此类信息信号所需的能量,以及文明必须达到何种先进水平才能发送此类信号。
卡尔达肖夫将这些假设的文明划分为三种类型,取决于它们能从周围环境中获取多少能量。
第一类文明是能够利用其星球上所有可用能源的文明(大约为 4 x 1019尔格每秒)并将其用于自己的目的。第二类文明能够利用其恒星的能量,例如通过建造一个,为此目的而建造的围绕恒星的理论上的巨型结构。与此同时,III 型文明是能够利用整个星系能量的外星文明。
虽然 II 型和 III 型文明的能量产量非常高,但根据地球每年 1% 的能量产量增长,卡尔达肖夫计算出,人类将在3200 年,然后是 5800 年。2020 年提出的扩展规模表明,IV 型文明能够利用其可观测宇宙的能量。根据该团队的说法,从我们的能源消耗来看,人类目前属于 0.72 型文明。
卡尔达谢夫认为,探测 I 型文明的可能性很小,因为它们的产出微不足道(尽管远远超过我们自己的文明)。但 II 型和 III 型文明发出的信号可以被 I 型文明用常规射电望远镜探测到(尽管无法回复),而 I 型文明的探测距离并不比我们远。这项研究的假设是,外星文明会比我们提前很多广播科学信息,目的是让不太先进的文明听到,而这对于任何以生存为目标的文明来说。
然而,卡尔达肖夫指数让我们知道什么样的文明能够发出我们可能很快就能探测到的信号。如果存在这样的先进文明(考虑到宇宙的浩瀚和漫长的历史,这是一个合理的假设),它也会给我们提供其他值得寻找的东西,比如巨大的用于利用能源。
虽然我们很清楚我们能做什么,以及可能很快就能做什么,但宇宙已经发展了更长的时间尺度。看看一个先进的外星物种可以能力也可能告诉我们我们自己的潜在未来。如果我们搜索天空,没有发现能够在银河系规模上利用能源的 III 型文明的迹象——这到目前为止我们还没有——它可能告诉我们,有某种东西阻止了智慧物种达到那个水平,并且。
本文早期版本发表于。